1、 1944年，理论物理学家薛定谔发表年，理论物理学家薛定谔发表大胆地大胆地：染色体是由一些：染色体是由一些同分异构的单体同分异构的单体连续所连续所组成。这种组成。这种连续体的精确性连续体的精确性组成了组成了遗传密码遗传密码。同分异构单体同分异构单体可能作为一般民用的可能作为一般民用的的两个符号：的两个符号：“”、“”，通过，通过排列组合排列组合来来储存储存遗传信息遗传信息。:短音短音 念作念作滴（滴（di）:长音长音 念作念作答（答（da）字码:A:B:C:D:E:F:G:H:I:J:K:L:M:N:O:P:Q:R:S:T:U:V:W:X:Y:Z:数码(长码):1:2:3:4:5:6:7:8:
2、9:0:1944年，薛定谔在遗传物质的化学本质是尚未明确，十年后DNA双螺旋模型才得以建立的背景下：将遗传信息设想为同分异构的单体连续所组成。连续体的精确性类比成一种电码式的遗传密码，实在是一种超越时代的远见卓识。1953年沃森和克里克建立DNA双螺旋模型，给予科学家们很大的激励。破译遗传密码成了势在必行的工作。对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或顺序或mRNA顺序和蛋白质（多肽链）相比较。顺序和蛋白质（多肽链）相比较。?决定蛋白质蛋白质 20种氨基酸种氨基酸DNA、mRNA 4种碱基种碱基 1954年科普作家伽莫夫年科普作家伽莫夫G.Gam
3、or在在Nature杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，以数杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，以数学逻辑推理的方式指出学逻辑推理的方式指出三个碱基编码一个氨基酸三个碱基编码一个氨基酸。在三个碱基（编码一个氨基酸）中的每个碱基作在三个碱基（编码一个氨基酸）中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠重叠和和非重叠非重叠方方式阅读式阅读DNA序列会有什么不同呢？序列会有什么不同呢？1.非重叠的阅读方式GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT 2.重叠的阅读方式GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GG
4、TTCGCACGCT GGTTCGCACGCT1.当图中当图中DNA的第三个碱基的第三个碱基(T)发生发生改变时改变时,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的,这一这一改变将影响改变将影响_个氨基酸个氨基酸,如果是如果是重叠的又将影响重叠的又将影响_个氨基酸。个氨基酸。13 1961年，DNA分子结构的发现者克里克研究：在T4噬菌体的相关碱基序列中：增加或者删除增加或者删除一个一个碱基，碱基，无法产生无法产生正常功能的蛋白质正常功能的蛋白质 增加或者删除增加或者删除两个两个碱基，也碱基，也无法产生无法产生正常功能的蛋白质正常功能的蛋白质 增加或者删除增加或者删除三个三个碱基，却碱基，却合成了合成
5、了具有正常功能的蛋白质。具有正常功能的蛋白质。为什么会产生这样的现象呢？为什么会产生这样的现象呢？2.在图中在图中DNA的第三个碱基的第三个碱基(T)后插入一个后插入一个碱基碱基A,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的,这一改变将这一改变将影响影响_ 个氨基酸个氨基酸,如果密码是重如果密码是重叠的叠的,又将影响又将影响_个氨基酸个氨基酸。后面全部的后面全部的3类比分析原句中每个单词都有3个字母组成，7个单词连成一句 THE FAT CAT ATE THE BIG RAT在原第2个单词中插入一个字母R。THE FA R/TCA TAT ETH EBI GRA T在原第2个单词中插入二个字母R。T
6、HE FAR/RTC ATA TET HEB IGR AT在原第2个单词中插入三个字母。THE FAR/ROT/CAT ATE THE BIG RAT 结论：遗传密码中 碱基编码一个氨基酸3个遗传密码从一个 起点开始,以 的方式阅读，编码之间 分隔符固定的非重叠没有 19611961年，尼伦伯格和马太利用年，尼伦伯格和马太利用破碎的细胞溶破碎的细胞溶液液建立了一种利用建立了一种利用人工合成的人工合成的RNARNA在试管里合成在试管里合成多肽链多肽链的实验系统，设计了一个巧妙的实验，破的实验系统，设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码。译了第一个遗传密码。如果是你，如何设计实验破译遗传密码？
7、1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927）和马太（H.Matthaei）的实验：这一结果证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子，这是第一个遗传密码子被破译。在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子。克里克的克里克的T T4 4噬菌体实验噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质。建立体外蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则。找到使DNA脱落或插入单个碱基的方法原黄素处理多核苷酸磷酸化酶的发现，为得到poly U提供条件不需
8、要理解蛋白质合成过程，就能作出推断密码子的总体特征。快速，直接证据相对间接，工作量较大。需要首先了解细胞中蛋白质合成所需的条件。：我们注意到整个破译过程有薛定谔大胆的想象，伽莫夫的睿智的逻辑思维推理，克里克及尼伦伯格敏锐的创新性实验；他们的贡献不仅仅是对遗传密码的破译，更重要的是对生物研究方法上开启了新的思维方式。归结起来：大胆、睿智、敏锐和创新是科学家的重要素养。1.1.19441944年理论物理学家薛定谔发表的年理论物理学家薛定谔发表的什么是生命什么是生命一书中一书中就大胆地预言，遗传密码可能与莫尔斯电码类似，通过排就大胆地预言，遗传密码可能与莫尔斯电码类似，通过排列组合来储存遗传信息。列
9、组合来储存遗传信息。2.2.19541954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3 3个碱基编码一个个碱基编码一个氨基酸。氨基酸。3.3.19571957年年Brenner.SBrenner.S发表文章，在理论上否定了遗传密码重叠发表文章，在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。阅读的可能性。4.4.19611961年克里克第一个用年克里克第一个用T4T4噬菌体实验证明了遗传密码中噬菌体实验证明了遗传密码中3 3个个碱基编码一个氨基酸。碱基编码一个氨基酸。5.5.19611961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。了第一个遗传密码。6.6.19691969年科学家们破译了全部的密码。年科学家们破译了全部的密码。谢谢！谢谢！张亚军下雨天留客天留人不留
